X
  • 陇上孟河

  • 中电智媒IOS版

  • 中电智媒安卓版

X

站在行业风口的氢能如何借势破局

来源:《中国电力报》 ​ 时间:2022-06-27 14:34

  一直以来,氢能在全球能源转型发展中被寄予厚望,我国早在20世纪就开始关注氢能及氢燃料电池技术的应用研究,近年来国家及省市层面更是加大了政策支持力度。

  2021年,我国氢气年产能约4100万吨,年产量约3300万吨,主要来自化石能源制氢(灰氢),绝大部分直接作为化工原料用于石化、冶炼等行业。受技术成熟度不高、成本效率不足等因素制约,可再生能源制氢(绿氢)及其应用,近年来始终呈现出行业热、产业弱的局面,整体发展较为缓慢。

  近期,《“十四五”现代能源体系规划》(以下简称《规划》)印发实施。《规划》明确提出“适度超前部署一批氢能项目”“实施氢能领域重大科技示范工程”等,将氢能又一次推上行业风口,在此背景下,氢能怎样借势破局?发展前景如何?

  绿氢将成为各行业脱碳利器

  氢兼具能源和原料双重属性,应用场景丰富。未来,绿氢将在工业、交通等领域发挥重要的清洁替代、节能降碳作用。

  工业领域将加大绿氢的原料替代。当前,我国氢气主要应用于工业领域,被当作化工原料或催化剂,用在合成氨、甲醇、冶炼等领域,长期以来需求稳定,且制氢几乎都通过化石能源,灰氢占了绝对比重,具有产业链的天然黏性。但此次《规划》中并未提及灰氢,提到的均是“可再生能源制氢”,即绿氢。可以预见,在“双碳”背景下,能耗双控将逐步向碳排放双控转变。

  交通领域将聚焦低温重载的应用场景。近年来,各地方氢能产业政策主要聚焦在燃料电池车及其产业链方面。“十三五”期间,全国各地出台了氢能相关政策和规划,涉及新建加氢站数量超过1000座,燃料电池汽车规模超过25万辆。但燃料电池车的推进却相对缓慢,究其原因,主要是部分地区未能结合当地资源、市场条件、产业结构特点和具体应用场景等,一窝蜂同质化的发展燃料电池乘用车,而目前造价高、加氢难的氢燃料电池车尚难以与快速发展的电动汽车相竞争。

  氢燃料电池车的优势在于低温、远距离、高载重,未来可主要考虑在矿山重卡、轨道交通、长途水运等领域应用,使燃料电池车与电动汽车在不同应用场景中实现互补发展,共同推进交通领域快速脱碳。

  在“双碳”背景下,绿氢因具备清洁无碳的原料和燃料属性,将成为工业、交通等领域实现碳减排的利器。

  氢能将助力可再生能源快速发展

  《规划》提出,氢能在可再生能源消纳、电网调峰等场景示范应用。根据我国“双碳”战略目标,我国碳排放将力争于2030年前达到峰值,届时新能源装机将达到12亿千瓦以上,将构建起以新能源为主体的新型电力系统。

  氢能作为一种能源储存介质,能够为可再生能源并网消纳提供重要的途径,从而支撑新型电力系统建设。因此,本次《规划》重点聚焦氢能在可再生能源消纳和电网调峰方面的示范应用。

  在可再生能源消纳方面,可再生能源制氢的加入为大规模风电、光伏项目开发增添了一种新的就近消纳手段。风光制氢相当于自带用电负荷,解决了部分新能源消纳问题,同时还将波动的新能源电力转化为可长时间存储的氢能,形成“风光氢储”一体化的新能源开发模式,助力新能源消纳。

  在电网调峰方面,目前电力系统调峰常用的方式有调峰火电、抽水蓄能和电化学储能等。而氢能具备大规模、长周期储能的优势,可成为一种新型的调峰手段。通过可再生能源制氢和氢能发电,实现“电—氢—电”模式,为电网提供新型的灵活调节资源,满足系统长、短期调峰的需求。

  总之,氢能可帮助解决可再生能源并网、消纳等问题。未来,氢能将成为助推我国新能源规模化消纳、构建新型电力系统的重要方式。

  技术攻关和应用示范双轮驱动产业升级

  近年来,我国的氢能发展主要关注于燃料电池车相关技术,在氢能的制、输、储、用等全领域技术攻关和应用示范方面存在一定的局限性。然而,我国氢能发展的核心优势是市场空间大、应用场景丰富,本次《规划》提出,“十四五”将聚焦氢能,而非仅限于燃料电池车的关键核心技术攻关,以多元应用场景和重大示范为突破口,统筹谋划我国氢能发展的破局之道。

  在全领域推进氢能技术攻关。根据《规划》,“十四五”期间氢能将从国家层面整体谋划重大示范工程。日前,国家能源局已组织开展了能源领域(氢能)首台(套)重大技术装备评定工作,在电解水制氢、燃料电池、加氢等装备进行了全面攻关部署。此外,还将统筹组织优质资源合力开展重点技术攻关,并委托相关科研机构进行全过程评估把控,全力推进我国氢能行业解决技术“卡脖子”问题。

  因地制宜推进氢能应用示范。我国具有丰富的氢能应用场景,在“三北”、西南等地区,适宜利用低价可再生能源开展绿氢制备和应用;在华北、中部及南方等区域,适宜充分发挥氢能的调峰、储能作用;在京津冀、长三角、珠三角等地区,可重点推动氢燃料电池车及氢能“制储输用”等示范应用;在中东部及南方等区域,可优先探索燃料电池热电联供在商业建筑和工业园区等应用,促进氢电热等异质能源互联互通。

  此次《规划》提出了“力争氢能全产业链关键技术取得突破,推动氢能技术发展和示范应用”。可以看出,一方面,要求氢能在多个领域全链条布局,另一方面也提醒我国氢能产业总体还处于起步初期,短期内仍应以示范应用为主,稳慎推进。(电规总院供稿)

责任编辑:牛雅倩